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直线电机在机床制造中会出现的问题

时间:2017-7-25  点击数:1685
  近十年来,驱动技术和控制系统的进步,推动了加工中心结构的不断创新和性能的不断提高。电主轴、直线电机、转矩电机和快速数控系统的应用对提高加工中心的高速、高动态和高加工精度起了决定性的作用。但同时直线电机在加工机床中也会出现一系列问题,主要有以下四种问题:
  隔磁及防护问题。旋转电机磁场是封闭式的,而直线电机磁场是敞开式的,并且就在机床工作台附近,其工件、切屑和工具等磁性材料很容易被该磁场吸住,而妨碍其正常工作。为此,虽然采用电磁式要比永磁式好一点,但其隔磁防护仍不能忽视。并且还需考虑对机床冷却液、润滑油等的防护。
  发热问题。由于直线电机直接处于散热条件较差的机床内部,其初、次级绕组在进行电磁能量转换过程中所产生的热量,特易使温度T升高;并且T的升高又将引起电机绕组阻值R增大,该时为确保驱动力输出不变,就要增大其电流I,反过来I的增大又将使T升高,从而形成恶性循环的正反馈过程。又由于直线电机的绕组、铁芯就贴在机床导轨上,其结果将严重引起机床导轨热变形。
  负载干扰问题。直线电机传动控制只能是全闭环控制。其工作台负载(工件重量、切削力等)的变化,对一个稳定系统来说就是外界干扰,若自动调节不好就会引起系统震荡而失稳。
  因此对整个直线进给驱动系统来讲,除了要求直线电机有较强的带负载能力外,还得同时具备速度、位置检测负反馈,和高速信息传输、校正、响应能力。并且也应尽量减小导轨间的摩擦阻尼,如采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨。另外在加大直线电机容量的同时,若适当增加工作台自重,对减小其负载干扰系数会有作用。
  垂直进给中的自重问题。当直线步进电机应用于垂直进给机构时,由于存在拖板自重,因此得解决好直线电机断电时的自锁问题和通电工作时重力加速度对其影响问题。为此,除了增加合适的平衡配重块(或用液压支承),断电时采取机械自锁装置外,还得在伺服驱动控制模块上采取相应的措施。
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